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Embedded crack treatments and fracture toughness evaluation methods in probabilistic fracture mechanics analysis code for the PTS analysis of RPV

原子炉圧力容器の加圧熱衝撃時における確率論的破壊力学解析コードにおける内部欠陥の取扱い及び破壊靱性評価法

鬼沢 邦雄 ; 柴田 勝之; 鈴木 雅秀; 加藤 大輔*; Li, Y.* 

Onizawa, Kunio; Shibata, Katsuyuki; Suzuki, Masahide; Kato, Daisuke*; Li, Y.*

原研では、原子炉圧力容器を対象として、確率論的破壊力学(PFM)解析に基づく構造健全性評価についての標準的手法に関する検討を進めている。本報では、PFM解析コードに導入した内部欠陥の取扱い方法及び破壊靱性評価法について検討した結果を述べる。原研でこれまで開発してきたPFM解析コードPASCALに、内部欠陥に対する日本機械学会維持規格の評価法及び電中研の応力拡大係数算出法を導入し、内部欠陥の進展及び破壊確率評価法の検討,表面欠陥との破壊確率の比較等を行った。この結果、加圧熱衝撃時には、内表面側き裂先端における破壊評価が最も重要であること,内部欠陥に対する破壊確率は表面欠陥の場合と比較して約1桁低いこと等が明らかとなった。破壊靱性評価法に関しては、マスターカーブ法及びORNLの統計モデルを導入し、従来の評価法と比較した結果、両者に大きな差は生じないことがわかった。

At JAERI, the prpbabilistic fracture mechanics analysis code PASCAL has been developed. Using the PASCAL, the treatment methods of an embedded crack and the fracture toughness evaluation methods were studied on the probability of crack initiation and fracture of a RPV. For calculating the stress intensity factor (SIF) of an embedded crack, the ASME and CRIEPI procedures were introduced into PASCAL. Under a severe pressurized thermal shock condition, the crack growth analysis models with different SIF calculation points and crack growth directions are compared. The results showed that the crack tip at the inner side was most important to the fracture probability. The conditional fracture probability for an embedded crack when the same crack size distribution is assumed is approximately one order of magnitude lower than that of a surface crack. Fracture toughness curves based on Weibull distribution were incorporated into PASCAL. The comparison between these new curves and the current curves showed little effect on the conditional fracture probability of a RPV.

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